1、1煤炭知识（一）煤及 其产品 (二)煤的 采样和制样 （三） 煤的分析 (四)煤 质分析结果的表示方法（五）煤 的工艺性试验 （六）煤的分类 （七）煤质分析常用数理统计术语 （八）煤 炭粒度分级 煤和褐煤的分级（九）中国煤炭分类 （十）煤的元素分析 (十一) 年轻煤的透光率 （十二）煤的工业分析（十三 ）煤的工艺性 （十四） 焦炭的质量指标（一）煤及其产品序号术语名称英 文 名 称 定 义 符号 允许使用的同义词 停止使用的同义词2.1.1 煤 coal 植物遗体在覆盖地层下，压实、转化而成的固体有机可燃沉积岩 煤炭 2.1.2 煤的品种 Categories of coal 以不同方式加工成
2、不同规格的煤炭产品 2.1.3 标准煤 Coal equivalent凡能产生 29.27MJ 的热量（低位）的任何数量的燃料折合为 1kg 标准煤 2.1.4 毛煤 Run-of-mine coal 煤矿生产出来的，未经任何加工处理的煤 2.1.5 原煤 Raw coal 从毛煤中选出规定粒度的矸石（包括黄铁矿等杂物）以后的煤 2.1.6 商品煤 Commercial coal salable coal 作为商品出售的煤 销煤 2.1.7 精煤 clenedcoal 煤经精选（干选或湿选）后生产出来的、符合质量要求的产品 洗精煤 2.1.8 中煤 Middings 煤经精选后的道德、灰分介于
3、精煤和矸石之间的产品 2.1.9 洗选煤 Washed coal 经过洗选后的煤 2.1.10 筛选煤 Screened coal;sieved coal 经过筛选加工的煤 2.1.11 粒级煤 Sized coal 煤通过筛选或精选生产的,粒度下限大于 6mm 并规定有限下率的产品 2.1.12 粒度 Size 颗粒的大小 2.1.13限上率 Oversize fraction 筛下产品中大于规定粒度上限部分的质量百分数 22.1.14 限下率 Undersize fraction 筛上产品中小于规定中的粒度下限部分的质量百分数 含末率 2.1.15 特大块 Uitra large coal
4、(100mm) 大于 100mm 的粒级煤 2.1.16 大块煤 Large coal(50mm) 大于 50mm 的粒级煤 2.1.17 中块煤 Medium-sizldcoal(2550mm) 550mm 的粒级煤 2.1.18 小块煤 Small coal(1325mm) 1325mm 的粒级煤 2.1.19 混中块 Mixed medium-sized coal (1380mm) 1380mm 的粒级煤 2.1.20 混块 Mixedlumpcoal(13300mm) 13300mm 之间的粒级煤 2.1.21 粒煤 Pea coal(613mm) 613mm 的粒级煤 2.1.22
5、混煤 Mixed coal(050mm) 050mm 之间的煤 2.1.23 末煤 Slack;slackcoal(025mm) 025mm 之间的煤 2.1.24 粉煤 Fine coal(06mm) 06mm 之间的煤 2.1.25 煤粉 Coal fines(00.5mm) 小于 0.5mm 的煤 2.1.26 煤泥 slime 煤经洗选或水采后粒度在 0.5mm 以下的产品 2.1.27 矸石 Shale 采.掘过程中从顶、底板或煤层混入煤中的岩石 矸子 2.1.28 夹矸 Dirt band 夹层在煤层中的矿物质层 2.1.29 洗矸 washeryrejects 从洗煤中排出的矸石
6、 2.1.30 含矸率 Shale cont ent 煤中大于 50mm 矸石的质量百分数 (二)煤的采样和制样序号 术语名称 英文名称 定义 符号 允许使用的同义词 停止使用的同义词 2.2.1 煤样 Coals ample;sample 为确定某些特性而从煤中采取的、具有代表性的一部分煤 2.2.2 采样 Samping 采取煤样的过程 2.2.3 子样 Increment 采样器具操作一次或截取一次煤流分断面所采取的一份样 2.2.4 总样 Gros ssample 从一个采样单元取出的全部子样合并成的煤样 2.2.5 随机采样 andom sampling 在采取子样式，对采样的部位或
7、时间均不施加任何人为的意志，能使任何部位的煤都有机会采出 2.2.6 系统采样 Systematic sampling 按相同的时间、空间或质量的间隔采取子样，但第一个子样在第一个间隔内随机采取，其余的子样按选定的间隔采取 2.2.7 批 Batch;lot 在相同的条件下，在一段时间内生产的一个量 2.2.8 采样单元 Sampling unit 从一批煤中采取一个总样的煤量。一 3批煤可以是一个或多个采样单元 2.2.9 多份采样 Reduplic atesampling 从一个采样单元取出若干子样依次轮流放入各容器中，每个容器中的煤样构成一份质量接近的煤样，每份每样能代表整个采样单元的煤
8、质 2.2.10 煤层煤样 Seam dample 按规定在采掘工作面、探巷或坑道中从一个煤层采取的煤样 2.2.11 分层煤样 Stratified deam sample 按规定从煤和夹矸的每一自然分层中分别采取的试样 2.2.12 可采煤样 Workable seam sample 按采煤规定的厚度应采取的全部试样 2.2.13 生产煤样 Sample froproduction 在正常生产情况下，在一个整班的采煤过程中采出的，能代表生产煤层煤的物理、化学和工艺特性的煤样 2.2.14 商品煤样 Sample forcommercial coal 代表商品煤平均性质的煤样 2.2.15
9、浮煤样 Float sample 经重液分选浮在上部的煤样 2.2.16 沉煤样 Sink sample 经重液分选沉在下部的煤样 2.2.17 实验室煤样 Laboratory sample 由总样或分样缩制的、送往试验室供进一步制备的煤样 2.2.18 空气干燥煤样 Air-dried sample 粒度小于 0.2mm、与周围空气湿度达到平衡的煤样 一般分析煤样 2.2.19 标准煤样 Certified reference-coal 具有高度均匀性、良好稳定性和准确量值的煤样，主要用于校准测定仪器，评价分析试验方法和确定煤的特性量值 2.2.20 煤样制备 Sample prepara
10、tion 使煤样达到实验所要求的状态的过程，包括煤样的破碎、混合、缩分和空气干燥 2.2.21 煤样破碎 Sample reduction 在制样过程中用机械或人工减小煤样粒度的过程 2.2.22 煤样混合 Sample mixing 把煤样混合均匀的过程 2.2.23 煤样缩分 Sample division 按规定把一部分煤样留下来，其余部分弃掉以减少煤样数量的过程 2.2.24 堆锥四分法 Coning andquarterirg 把煤样堆成一个圆锥体，再压成厚度均匀的圆饼，并分成四个相等的扇形，取其中两个相对的扇形部分作为煤样的方法 2.2.25 二分器 riffle 混合、所分煤样的
11、工具。由已列平行而交替的、宽度均等的斜槽所组成 （三）煤的分析 序号 术语名称 英文名称 定义 符号 允许使用的同义词 停止使用的同义词 2.3.1 工业分析 proximatanalysis 水分、灰分、挥发分和固定碳四个项目煤质分析的总称 42.3.2 外在水分 Freemoisture;surfacemoisture 在一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时所失去的水分 Mf 2.3.3 内在水分 moisture intheairdriedsemple moisture inthe analy sissample 在一定条件下煤样达到空气干燥状态时所保持的水分 Minh 2.3.4 全
12、水分 TOTAL MOISTURE 煤的外在水分和内在水分的总和 Mt 2.3.5 空气干燥煤样水分 Moisture intheairdriedsample moisture in the analy sissample 用空气干燥煤样（粒度10.0 褐 煤 HM 51，52 37.0* 37.%、G37.0% ，在不压饼的条件下测定的焦渣特征为 12 号的煤，再用 Pm30%50%的煤） 。*凡 Vr37.%、Pm50%者，为烟煤，Pm3050%的煤，如恒湿无灰基高位发热量大于24MJ/kg（5700cal/g ）,则划为长焰煤。QcW-A.GNmj/Kg=QFCW(cal/g)100(1
13、00-WcN)/ 100(100-Wf)-AF(100-WGN)4.181610-3表 2 中国煤炭分类简表类别 符号 包括数码 分 类 指 标 13Vr,% G Y,mm b,% P*% QGW-A.GN*MJ/kg 无烟煤 WY 01,02,03 10.020.0 10.020.0 520 瘦煤 SM 13,14 10.020.0 2065 焦煤 JM 2415,25 20.028.010.028 506565* =10.037.0 (85)* 25.0 * 1/3 焦煤 1/3JM 35 28.037.0 65* 37.0 (85)* 25.0 (220) 气煤 QM 3443,44,4
14、5 28.037.037 506035 20.037 3050 弱粘煤 RN 22,32 20.037.0 530 不粘煤 BN 21,31 20.037.0 37.0 50 褐煤 HM 5152 37.037.0 3050 3.56.5 2.03.0 无烟煤三号 WY3 03 6.510.0 3.0 *在已确定无烟煤小类的生产矿、厂的日常工作中，可以只按 Vr 分类；在地址勘探工作中，为新区确定小类或生产矿、厂和其他单位需要重新核定小类时，应同时测定 Vr 和 Hr，按上表小类。如两种结果有矛盾，以按 Hr 划小类的结果为准。表 4 烟煤的分类分 类 指 标 类别 符号 数码 VR，% G
15、Y， mm b* *， 贫煤 PM 11 10.020.0 =10.020.0 520 瘦煤 SM 1314 10.020.010.020.020505065焦煤 JM 152425 10.020.020.028.020.028.065*506565*0.020.020.028.028.037.0(85)*(85)*(85)*25.025.025.0(150)(150)(220)1/3 焦煤 1/3JM 35 28.037.0 65* 37.0 (85)* 25.0 (220)气煤 QM 34434445 28.037.037.037.037.050603550506565* 20.028.0
16、28.037.030503050弱粘煤 RN 2232 20.028.028.037.053053015不粘煤 BN 2131 28.037.037.037.085 时，用 Y 和 b 并列作为分类指标。当 V28.0%时，b 暂定为 220%。 当 b 值和 Y 值有矛盾时，以 Y 值为准来划分煤类。 分类用的煤样，如原煤灰分小于或等于 10%者，不需灰分。灰分大于 10%的煤样需按 GB474-83 煤样的制备方法，用氯化锌重液减灰后再分类。 表 5 褐煤的分类 分 类 指 标 类别 符号 数码 Pm，% Q-A.GN*MJ/kg 褐煤一号 HM1 51 030 褐煤二号 HM2 52 3
17、050 37.0%,PM3050%的煤。如恒温无灰基高位发热量 QGW-A.GN 大于 24MJ/Kg(5700cal/g)则划为长焰煤。（十）煤的元素分析煤的元素组成，是研究煤的变质程度，计算煤的发热量，估算煤的干馏产物的重要指标，也是工业中以煤作燃料时进行热量计算的基础。煤中除无机矿物质和水分以外，其余都是有机质。由于组成煤的基本结构单元是以碳为骨架得多聚芳香环系统，在芳香环周围有碳、氢、氧及少量的氮和硫等原子组成的侧链和官能团。如羧基（-COOH） 、羟基（-OH ）和甲氧基（-OCH 3） 。说明了煤中有机质主要由碳、氢、氧和氮、硫等元素组成。煤的变质程度不同，其结构单元不同，元素组成
18、也不同。碳含量随变质程度的增加而增加，氢、氧含量随变质程度的增加而减少，氮、硫与变质程度则无关系（但硫含量与成煤的古地质环境和条件有关） 。见表 30-11。表 30-11 不同变质程度煤的碳、氢、氧、氮、硫含量 编 号 煤的类别 Mad(%) Ad(%) Vdaf(%) Cdaf(%) Hdaf(%) Ndaf(%) Sdaf(%) Odaf(%)1 褐煤 7.24 3.50 42.38 72.23 5.55 2.05 20.172 长焰煤 5.54 1.94 41.89 79.23 5.42 0.93 0.35 14.17163 气煤 3.28 1.63 40.49 81.57 5.78
19、1.96 0.66 10.034 肥煤 1.15 1.29 32.69 88.04 5.52 1.80 0.42 4.225 焦煤 0.95 0.92 21.91 89.26 4.92 1.33 1.51 2.986 瘦煤 1.33 1.06 17.88 90.73 4.82 1.69 0.38 2.387 贫煤 1.08 2.81 13.49 91.31 4.37 1.52 0.78 2.028 无烟煤 4.70 3.18 4.66 96.14 2.71 煤质分析化验常用的符号和基准1、煤质分析化验项目名称的符号，以国际上广泛采用的符号表示。属于化学元素分析项目采用化学元素符号表示。属于化学
20、元素分析项目采用化学元素符号表示，见表 30-8。表 30-8 煤质分析化验项目名称的符号表示水分 灰分挥发分硫分发热量罗加指数粘结指数胶质指数碳 氢 氧 氮二氧化碳符号表示M A V S Q R*1 G Y C H O N CO22、煤质分析化验指标存在的形态，或操作条件的符号表示，用英文字母标在表示该分析化验制表符号的右下角，见表 30-9。3、煤质分析化验指标不同基准的符号表示，也用英文字母标在表示该分析化验制表符号的右下角。如果某分析化验指标既要表明其存在形态或操作条件，又要标明其基准，其符号表示方法是，在该分析化验制表符号右下角先标明其形态或条件，后标明其基准，中间用“， ”断开。表
21、 30-9 煤质分析化验指标存在形态或操作条件的符号表示全水分内在水分外在水分全硫分有机硫硫铁盐硫硫酸盐硫弹筒发热量高位发热量低位发热量符号表示 Mt Minh Mf St So Sp Ss Qb Qgr Qnet煤质分析化验指标不同基准的符号表示见表 30-10。符号表示举例：分析基水分 Mad 收到基水分 Mar 分析基挥发分 Vad干燥无灰基挥发分 Vdaf 17分析基全硫 St,ad表 30-10 煤质分析化验指标不同基准的符号表示分析基（空气干燥基）干基（无水基） 收到基 干燥无灰基有机基（无水无矿物质基）符号表示 ad d ar daf dmmf干燥基全硫分 St,d 弹筒发热量
22、Qb 高位发热量 Qgr 低位发热量 Qnet收到基高位发热量 Qgr,ar 收到基低位发热量 Qnet,ar 分析基高位发热量 Qgr,ad 分析基低位发热量 Qnet,ad4、煤质分析化验的基准1.煤质分析化验基准的概念在煤质分析化验中，不同的煤样其化验结果是不同的。同一煤样在不同的状态下其测试结果也是不同的。如一个煤样的水分，经过空气干燥后的测试值比空气干燥前的测试值要小。所以，任何一个分析化验结果，必须标明其进行分析化验时煤样所处的状态。否则，该分析见表 31-11.现分叙如下：分析基（ad）：进行煤质分析化验时，煤样所处的状态为空气干燥状态。干燥基（d）：进行煤质分析化验时，煤样所处
23、的状态为无水分状态。收到基（ar）：进行煤质分析化验时，煤样所处的状态为收到该批煤所处的状态。干燥无灰基（daf）：煤样的这种状态实际中是不存在的，是在煤质分析化验中，根据需要换算出的无水、无灰状态。无水无矿物质基（dmmf）：煤样的这种状态实际中也是不存在的，也是换算出的无水、无矿质状态。恒湿无灰基（maf）：煤样的这种状态也是换算出来的。恒湿的含义是指温度在 30c，相对湿度为96%时测得煤样的水分（或叫最高内在水分） ；2.煤质分析化验基准的示意图煤质分析化验中的各种基准可以用示意图表示，如图 30-10 所示。 煤挥发物质 固体水蒸气 可挥发物质 不可挥发物质 灰分 18外在水分内在水
24、分无水无矿物质基 全水 干燥无灰基 干燥基分析基收到基3.煤质分析化验基准间的换算煤质分析化验基准，有些基准在实际中是不存在的，是根据需要换算出来的；有些基准在实际存在，但为了方便，有时不进行测试，而是根据已知基准的分析化验结果进行换算，这样就简单多了。化验室中进行煤质分析化验时，使用的煤样为分析煤样。分析煤样是经过一次次破碎和缩分得到的，它所处的状态为空气干燥状态。所以，化验室中用分析煤样进行分析化验时，其基准为分析基（又称为空气干燥基） 。分析煤样分析基化验结果，是化验室中直接测到的，是最基础的化验结果，是换算其它基准的分析化验结果的基础。各种基准间的换算公式：干基的换算： Xd=100X
25、 ad/(100-Mad)%式中： X ad分析基的化验结果； M ad分析基水分； X d换算干燥基的化验结果。收到基的换算： Xaf=(100-M ar)/(100-Mad)%式中： Mar收到基水分； Xar换算为收到基的化验结果。无水无灰基的换算： Xdaf=100Xad/(100-M ad-Aad)%式中： A ad分析基灰分； X daf换算为干燥无灰基的化验结果。当煤中碳酸盐含量大于 2%时，上式的分母中还要减去碳酸盐中 CO2 含量。 (十一)年轻煤的透光率年轻煤的透光率（Pm） ，是我国煤的现行分类标准中用以区分褐煤和长焰煤的主要指标。年轻煤的透光率，即年轻煤与混合酸（硝酸：
26、磷酸：水=1：1：9） ，在规定条件下生成的溶液，对一定波长的透光率，即透光率（%） 。实际中，透光率是根据年轻煤与混合酸反应生成的溶液由黄到红的颜色，用目视比色法测试的。褐煤透光率低，溶液通常成棕色；长焰煤透光率高，溶液成浅黄色。混合酸中的磷酸主要起隐蔽三价铁对比色液颜色的干扰。年轻煤透光率测试结果和允许误差：透光率测试结果小于 16%时，报出结果写 Pm36.5 B6.510-2 1014 -3 1420 -4 2028 -5 2833 -6 3341（参考） 77507 3344（参考） 720077508 3350（参考） 610072009 3350（参考） 57006100硬煤（A
27、gr,maf5700 卡/克的烟煤和无烟煤）国际分类方案于 1953 年提出，1956 年 3 月作了修订。方案中首先用干燥无灰基挥发分（Vdaf）将各种硬煤分成 05、69 共十个类别，其中，Vdaf 33%的 69 类的年轻煤再以恒湿无灰基高位发热量（Qgr,maf）作为分类指标。各类别的具体划分见表 30-12。硬煤分成上述十大类后，再以煤的粘结性指数（自由膨胀序数或罗加指数）分成 03 共四个组别。组别划分见表 30-13。表 30-13组别 自由膨胀序数 罗加指数 粘结程度0 01/2 05 不粘结至微粘结1 12 520 弱粘结2 5/24 2045 中等粘结3 4 45 中等至强
28、粘结20再按煤的结焦性（奥亚膨胀度或葛金试验焦性）划分成 05 共六个亚组。亚组划分见表 30-14。表 30-14亚组别 奥亚膨胀度 葛金焦型 结焦程度0 不软化 A 不结焦1 只收缩 BD 极弱结焦2 0 50 G1G4 中等结焦4 60 140 G5G8 强结焦5 140 G8 极强结焦2、我国煤的分类我国煤的现行分类是 1986 年 10 月 1 日起实施的。该分类标准按照煤的煤化度和粘结性的不同划分为 14 大类，即无烟煤、贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、1/3 焦煤、肥煤、气肥煤、气煤、1/2 中粘煤、弱粘煤、不粘煤、长焰煤和褐煤。详见附录 2（有关国标、行业标准） 中国煤炭分类 （GB
29、5751-86） 。（于 1956 年 3 月日内瓦国际煤炭分类会议中修订）（十二）煤的工业分析煤的工业分析煤的工业分析，又叫煤的技术分析或实用分析，是评价煤质的基本依据。在国家标准种，煤的工业分析包括煤的水分、灰分、挥发分和固定碳等指标的测定。通常煤的水分、灰分、挥发分和固定碳等指标的测定。通常煤的水分、灰分、挥发分是直接测出的，而固定碳是用差减法计算出来的。广义上讲，煤的工业分析还包括煤的全硫分和发热量的测定， 又叫煤的全工业分析。1、煤的水分煤的水分，是煤炭计价中的一个辅助指标。煤的水分直接影响煤的使用、运输和储存。煤的水分增加，煤中有用成分相对减少，且水分在燃烧时变成蒸汽要吸热，因而降
30、低了煤的发热量。煤的水分增加，还增加了无效运输，并给卸车带来了困难。特点是冬季寒冷地区，经常发生冻车，影响卸车，影响生产，影响车皮周转，加剧了运输的紧张。煤的水分也容易引起煤炭粘仓而减小煤仓容量，甚至发生堵仓事故。随着矿井开采深度的增加，采掘机械化的发展和井下安全生产的加强，以及喷露洒水、煤层注水、综合防尘等措施的实施，原煤水分呈增加的趋势。为此，煤矿除在开采设计上和开采过程中的采煤、掘进、通风和运输等各个环节上制定减少煤的水分的措施外，还应在煤的地面加工中采取措施减少煤的水分。（1）煤中游离水和化合水煤中水分按存在形态的不同分为两类，既游离水和化合水。游离水是以物理状态吸附在煤颗粒内部毛细管
31、中和附着在煤颗粒表面的水分；化合水也叫结晶水，是以化合的方式同煤中矿物质结合的水。如硫酸钙（NaSO4.2H2O）和高龄土（AL2O3.2SiO2.2H2O) 中的结晶水。游离水在 105110C 的温度下经过 12 小时可蒸发掉，而结晶水通常要在 200C 以上才能分解析出。煤的工业分析中只测试游离水，不测结晶水。（2）煤的外在水分和内在水分21煤的游离水分又分为外在水分和内在水分。外在水分，是附着在煤颗粒表面的水分。外在水分很容易在常温下的干燥空气中蒸发，蒸发到煤颗粒表面的水蒸气压与空气的湿度平衡时就不再蒸发了。内在水分，是吸附在煤颗粒内部毛细孔中的水分。内在水分需在 100C 以上的温度
32、经过一定时间才能蒸发。最高内在水分，当煤颗粒内部毛细孔内吸附的书分达到饱和状态时，这是煤的内在水分达到最高值，称为最高内在水分。最高内在水分与煤的孔隙度有关，而煤的孔隙度又于煤的煤化程度有关，所以，最高内在水分含量在相当程度上能表征煤的煤化程度，尤其能更好地区分低煤化度煤。如年轻褐煤的最高内在水分多在 25%以上，少数的如云南弥勒褐煤最高内在水分达 31%。最高内在水分小于 2%的烟煤，几乎都是强粘性和高发热量的肥煤和主焦煤。无烟煤的最高内在水分比烟煤有有所下降，因为无烟煤的孔隙度比烟煤增加了。（3）煤的全水分全水分，是煤炭按灰分计加中的一个辅助指标。a.煤中全水分的含义。煤中全水分，是指煤中
33、全部的游离水分，即煤中外在水分和内在水分之和。必须指出的是，化验室里测试煤的全水分时所测的煤的外在水分和内在水分，与上面讲的煤中不同结构状态下的外在水分和内在水分是完全不同的。化验室里所测的外在水分是指煤样在空气中并同空气湿度达到平衡时失去的水分（这是吸附在煤毛细孔中的内在水分也会相应失去一部分，其数量随当时空气湿度的降低和温度的升高而增大） ，这时残留在煤中的水分为内在水分。显然，化验室测试的外在水分和内在水分，除与煤中不同结构状态下的外在水分和内在水分有关外，还与测试是空气的湿度和温度有关。b.煤的全水分测试方法要点见 GB212-91。2、煤的灰分煤的灰分，是指煤完全燃烧后剩下的残渣。因
34、为这个残渣是煤中可燃物完全燃烧，煤中矿物质（除水分外所有的无机质）在煤完全燃烧过程中经过一系列分解、化合反应后的产物，所以确切地说，灰分应称为灰分产率。（1）煤中矿物质煤中矿物质分为内在矿物质和外在矿物质。a.内在矿物质，又分为原生矿物质和次生矿物质。原生矿物质，是成煤植物本身所含的矿物质，其含量一般不超过 12%；次生矿物质，是成煤过程中泥炭沼泽液中的矿物质与成煤植物遗体混在一起成煤而留在煤中的。次生矿物质的含量一般也不高，但变化较大。内在矿物质所形成的灰分叫内在灰分，内在灰分只能用化学的方法才能将其从煤中分离出去。b.外来矿物质，是在菜煤和运输过程中混入煤中的顶、底板和夹石层的矸石。外在矿
35、物质形成的灰分叫外在灰分，外在灰分可用洗选的方法将其从煤中分离出去。（2）煤中灰分煤中灰分来源于矿物质。煤中矿物质燃烧后形成灰分。如粘土、石膏、碳酸盐、黄铁矿等矿物质在煤的燃烧中发生分解和化合，有一部分变成气体逸出，留下的残渣就是灰分。 2SiO 2AL2O32H2O- 2SiO2+AL2O3+2H2OCaSO 42H2O-CaSO 4+2H20CaCO 3-CaO+CO 2”22CaO+SO 3-CaSO 4CaO+SO 3-2Fe 2O3+8SO2灰分通常比原物质含量要少，因此根据灰分，用适当公式校正后可近似地算出矿物质含量。（3）煤灰灰分对工业利用的影响煤中灰分是煤炭计价指标之一。在灰分
36、计加重，灰分是计价的基础指标；在发热量计加重，灰分是计价的辅助指标。灰分是煤中的有害物质，同样影响煤的使用、运输和储存。煤用作动力燃料时，灰分增加，煤中可燃物质含量相对减少。矿物质燃烧灰化时要吸收热量，大量排渣要带走热量，因而降低了煤的发热量，影响了锅炉操作（如易结渣、熄火） ，加剧了设备磨损，增加排渣量。 煤用于炼焦时，灰分增加，焦炭灰分也随之增加，从而降低了高炉的利用系数。还必须指出的是，煤中灰分增加，增加了无效运输，加剧了我国铁路运输的紧张。（4）煤的灰分测定见 GB212-91。3、煤的挥发分煤的挥发分，即煤在一定温度下隔绝空气加热，逸出物质（气体或液体）中减掉水分后的含量。剩下的残渣
37、叫做焦渣。因为挥发分不是煤中固有的，而是在特定温度下热解的产物，所以确切的说应称为挥发分产率。（1）煤的挥发分不仅是炼焦、气化要考虑的一个指标，也是动力用煤的一个重要指标，是动力煤按发热量计价的一个辅助指标。挥发分是煤分类的重要指标。煤的挥发分反映了煤的变质程度，挥发分由大到小，煤的变质程度由小到大。如泥炭的挥发分高达 70%，褐煤一般为 4060%，烟煤一般为 1050%，高变质的无烟煤则小于 10%。煤的挥发分和煤岩组成有关，角质类的挥发分最高，镜煤、亮煤次之，丝碳最低。所以世界各国和我国都以煤的挥发分作为煤分类的最重要的指标。（2）煤的挥发分测试要点见 GB212-91。4、煤的固定碳煤
38、中去掉水分、灰分、挥发分，剩下的就是固定碳。煤的固定碳与挥发分一样，也是表征煤的变质程度的一个指标，随变质程度的增高而增高。所以一些国家以固定碳作为煤分类的一个指标。固定碳是煤的发热量的重要来源，所以有的国家以固定碳作为煤发热量计算的主要参数。固定碳也是合成氨用煤的一个重要指标。固定碳计算公式：(FC)ad=100-(Mad+Aad+Vad)当分析煤样中碳酸盐 CO2 含量为 2-12%时：(FC)ad=100-(Mad-Aad+Vad)-CO 2,ad(煤)当分析煤样中碳酸盐 CO2 含量大于 12%时：(FC)ad=100-(Mad+Aad+Vad)-CO 2,ad(煤)-CO 2,ad(
39、焦渣）式中：（FC ）ad分析煤样的固定碳， %；Mad分析煤样的水分， %；Aad分析煤样的灰分，% ；Vad分析煤样的挥发分，% ；23CO 2,ad（煤）分析煤样中碳酸盐 CO2 含量，%；CO 2,ad(焦渣) 焦渣中 CO2 占煤中的含量，% ；5、煤的硫分（1）煤中硫存在的形态煤中硫分，按其存在的形态分为有机硫和无机硫两种。有的煤中还有少量的单质硫。煤中的有机硫，是以有机物的形态存在与煤中的硫，其结构复杂，至今了解的还不够充分，大体有以下官能团：硫醇类，R-SH(-SH，为硫基) ；噻吩类，如噻吩、苯骈噻吩、硫醌类，如对硫醌、硫醚类，R-S-R;硫蒽类等煤中无机硫，是以无机物形态存
40、在于煤中的留。无机硫又分为硫化物硫和硫酸盐硫。硫化物硫绝大部分是黄铁矿硫，少部分为白铁矿硫，两者是同质多晶体。还有少量的 ZnS,PbS 等。硫酸盐硫主要存在于 CaSO4 中。煤中硫分，按其在空气中能否燃烧又分为可燃硫和不可燃硫。有机硫、硫铁矿硫和单质硫都能在空气中燃烧，都是可燃硫。硫酸盐硫不能在空气中燃烧，是不可燃硫。煤燃烧后留在灰渣中的硫（以硫酸盐硫为主） ，或焦化后留在焦炭中的硫（以有机硫、硫化钙和硫化亚铁等为主） ，称为固体硫。煤燃烧逸出的硫，或煤焦化随煤气和焦油析出的硫，称为挥发硫（以硫化氢和硫氧化碳（COS）等为主） 。煤的固定硫和挥发硫不是不变的，而是随燃烧或焦化温度、升温速度
41、和矿物质组分的性质和数量等而变化。煤中各种形态的硫的总和称为煤的全硫（St） 。煤的全硫通常包含煤的硫酸盐硫（ Ss） 、硫铁矿硫（Sp）和有机硫（So ） St=Ss+Sp+So如果煤中有单支流，全硫中还应包含单质硫。（2）煤中硫对工业利用的影响硫是煤中有害物质之一。煤作为燃料在燃烧时生成 SO2,SO3 不仅腐蚀设备，而且污染空气，甚至降酸雨，严重危及植物生长和人的健康。煤用于合成氨制半水煤气时，由于煤气中硫化氢等气体较多不易脱净，易毒化合成催化剂而影响生产。煤用于炼焦，煤中硫会进入焦炭，使钢铁变脆。钢铁中硫含量大于 0.07%时就成了废品。为了减少钢铁中的硫，在高炉炼铁时加石灰石，这就降
42、低了高炉的有效容积，而且还增加了排渣量。煤在储运中，煤中硫化铁等含量多时，会因氧化、升温而自燃。我国煤田硫的含量不一。东北、华北等煤田硫含量较低，山东枣庄小槽煤、内蒙乌大、山西汾西、山西铜川等煤矿硫含量较高，贵州、四川等煤矿硫含量更高。四川有的煤矿硫含量高达 46%以上，洗选后降到 2%都困难。脱去煤中的硫，是煤炭利用的一个重要课题。在这方面美国等西方国家对洁净煤的研究取得很大进展。他们首先是发展煤的洗选加工（原煤入洗比重 080%以上，我国不足 20%） ，通过洗选降低了煤中的灰分，除去煤中的无机硫（有机硫靠洗选是除不去的） ；其次是在煤的燃烧中脱硫和烟道气中脱硫。这无疑增加了用煤成本。我们
43、也在开展洁净煤的研究，针对我国目前动力煤洗煤厂能力利用率仅50%多，应尽快制定和实施燃煤环保法，以促进煤碳洗选加工的发展和洁净煤技术的应用。（3）煤中的测试要点煤中硫的测试包括煤的全硫、硫铁矿硫和硫酸盐硫的测试。见 GB214-83。6、煤的发热量煤的发热量，又称为煤的热值，即单位质量的煤完全燃烧所发出的热量。煤的发热量时煤按热值计价的基础指标。煤作为动力燃料，主要是利用煤的发热量，发热量愈高，其经济价值愈大。同时发热量也是计算热平衡、热效率和煤耗的依据，以及锅炉设计的参数。煤的发热量表征了煤的变质程度（煤化度） ，这里所说的煤的发热量，是指用 1.4 比重液分选后的浮煤的发热量（或灰分不超过
44、 10%的原煤的发热量） 。成煤时代最晚煤化程度最低的泥炭发热量最低，一般为 20.925.1MJ/Kg，成煤早于泥炭的褐煤发热量增高到 2531MJ/Kg，烟煤发热量继续增高，24到焦煤和瘦煤时，碳含量虽然增加了，但由于挥发分的减少，特别是其中氢含量比烟煤低的多，有的低于 1%，相当于烟煤的 1/6，所以发热量最高的煤还是烟煤中的某些煤种。鉴于低煤化度煤的发热量，随煤化度的变化较大，所以，一些国家常用煤的恒湿无灰基高位发热量作为区分低煤化度煤类别的指标。我国采用煤的恒湿无灰基高位发热量来划分褐煤和长焰煤。（1）发热量的单位热量的表示单位主要有焦耳(J)、卡（cal）和英制热量单位 Btu。焦
45、耳，是能量单位。1 焦耳等于 1 牛顿(N)力在力的方向上通过 1 米的位移所做的功。1J=1N0J 1MJ=1000KJ焦耳时国际标准化组织（ISO）所采用的热量单位，也是我国 1984 年颁布的，1986 年 7 月 1 日实施的法定计量热量的单位。煤的热量表示单位：J/g、KJ/g 、 MJ/Kg卡（cal）是我国建国后长期采用的一种热量单位。1cal 是指 1g 纯水从 19.5C 加热到 20.5C 时所吸收的热量。欧美一些国家多采用 15Ccal，即 1g 纯水从 14.5C 加热到 15.5C 时所吸收的热量。1cal(20Ccal)=4.1816J 1cal(15Ccal)=4
46、.1855J1956 年伦敦第误解蒸汽性质国际会议上通过的国际蒸汽表卡的温度比 15Ccal 还低，其定义如下：1cal=4.1866J从上看出，15Ccal 中，每卡所含热能比 20Ccal 还高。英、美等国家目前仍采用英制热量单位（Btu） ，其定义是： 1 磅纯水从 32F 加热到 212F 时，所需热量的 1/180。焦耳、卡、Btu 之间的关系1Btu=1055.79J(1.0551000J) 1J=9471.5810 的负 7 次方 Btu20Ccal/g 与 Btu/1b 的换算公式：因为 1Btu=1055.79J,1B=453.6g 所以 1Btu/1b=1/1.8cal/g
47、 1cal/g=1.8Btu/1b由于 cal/g 的热值表示因 15Ccal 或 20Ccal 等的不同而不同，所以国际贸易和科学交往中，尤其是采用进口苯甲酸（标明其 cal/g）作为热量计的热容量标定时，一定要了解是什莫温度（C）或条件下的热值（cal/g）,否则将会对燃烧的热值产生系统偏高或偏低。为了使热量单位在国内外统一，不须以 J 取代 cal 作为煤的发热量表示单位。（2）煤的各种发热量名称的含义 a.煤的弹筒发热量（Qb ）煤的弹筒发热量，是单位质量的煤样在热量计的弹筒内，在过量高压氧（2535 个大气压左右）中燃烧后产生的热量（燃烧产物的最终温度规定为 25C） 。由于煤样是在
48、高压氧气的弹筒里燃烧的，因此发生了煤在空气中燃烧时不能进行的热化学反应。如：煤中氮以及充氧气前弹筒内空气中的氮，在空气中燃烧时，一般呈气态氮逸出，而在弹筒中燃烧时却生成 N2O5 或 NO2 等氮氧化合物。这些氮氧化合物溶于弹筒税种生成硝酸，这一化学反应是放热反应。另外，煤中可燃硫在空气中燃烧时生成 SO2 气体逸出，而在弹筒中燃烧时却氧化成 SO3，SO3溶于弹筒水中生成硫酸。SO2、SO3,以及 H2SO4 溶于水生成硫酸水化物都是放热反应。所以，煤的弹筒发热量要高于煤在空气中、工业锅炉中燃烧是实际产生的热量。为此，实际中要把弹筒发热量折算成符合煤在空气中燃烧的发热量。b.煤的高位发热量（Qgr）煤的高位发热量，即煤在空气中大气压条件下燃烧后所产生的热量。实际上是由实验室中测得的煤的弹筒发热量减去硫酸和硝酸生成热后得到的热量。应该指出的是，煤的弹筒发热量是在恒容（弹筒内煤样燃烧室容积不变）条件下测得的，所以又叫恒容弹筒发热量。由恒容弹筒发热量折算出来的高位发热量又称为恒容高位发热量。而煤在空气中大气压下燃烧的条件湿恒压的（大气压不变） ，其高位发热量湿恒压高位发热量。恒容高位发热量和恒25压高位发热量两者之间是有差别的。一般恒容高位发热量比恒压高位发热
